制氧机原则上可分为电子制氧机、化学制氧机、富氧膜制氧机、PSA制氧机。前三种制氧机要么工艺复杂，要么由于能产生的氧气浓度低而基本被废弃。目前市场上比较有前景的是PSA制氧机，所以我们重点介绍PSA制氧机的原理。

20世纪60年代，美国公司发现了一种具有均匀微孔结构的立方晶格铝硅酸盐化合物。这些微孔具有均匀的直径，可以将小于其直径的分子吸附到空腔中，对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力，从而分离不同极性、饱和度、分子大小和沸点的分子。简单来说，它就像一个筛子，可以把大豆和土块分开，但是大豆被空气代替，所以这种化合物在工业上使用时被称为分子筛。这种通过吸附分离空气成分的过程称为变压吸附，是很多商家宣传的PSA工艺。20世纪70年代，这项技术一次用于工业，但当时的设备还是比较大的。

1985年，美国公司研制的一台小型PSA制氧机，标志着PSA技术开始小型化，也就是在这个时候，医疗器械行业的先驱们发现了这种设备。估计当时发现这个小型PSA制氧机的小伙伴们发现宝藏时的心情可以用欣喜若狂来形容，因为以前医用氧气只能通过低温蒸馏来操作，费时费力，设备也相当庞大，而且由于纯度限制，价格也很高。20世纪90年代初，医用小型PSA制氧机产品开始出现。美国材料实验研究所于1993年发布了医用小型PSA制氧机的标准规范，国际标准组织于1996年发布了医用小型PSA制氧机的安全标准。

在PSA制氧机出现之前，医用氧气主要是通过低温精馏获得的，其氧气中含有对人体有害的水分、二氧化碳、气态酸碱、臭氧和碳氢化合物，很难分馏。如果氧气含量低于99.5%，这些有害成分的含量就会增加。因此世界医用氧气标准和中国药典规定医用氧气含量不应低于99.5%。PSA制氧机会优先吸附这些杂质，因此其氧浓度不能达到99.5%，但可以用于医疗。其实医院也用一定比例空气的氧气，因为纯氧对人体有害。20世纪90年代，国际卫生标准组织重新规定医用分子筛制氧机的浓度标准为90%，但国内医用氧气标准仍是以往蒸馏分离法的标准，这也是我国医用PSA制氧机应用不广泛的很大原因。根据分子筛材料的种类很多，如沸石分子筛、碳分子筛等。

PSA制氧机具有在压力下增加氮的吸附量，在减压下降低吸附量的特点，因此沸石分子筛是常用的方法，它在压力下吸附氮，在减压下从分子筛中解吸氮，通过变压吸附实现制氧。